4機械能守恒定律

A.物體沿定斜面勻速下滑A.物體沿定斜面勻速下滑B.物體在尸作用下沿固

定光滑斜面上滑機械能守恒定律課后?訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗一、選擇題（第1?5題為單選題，第6?8題為多選題）.如圖所示，在下列幾種運動情景中，物體A機械能守恒的是（均不計空氣阻力）（）糙半圓形固定軌道下滑平面內(nèi)繞。點來回擺動糙半圓形固定軌道下滑平面內(nèi)繞。點來回擺動C.小球由靜止沿粗D.細(xì)線拴住小球在豎直答案:D解析:物體沿固定斜面勻速下滑,重力勢能減小，動能不變，機械能等于重力勢能與動能之和,故物體的機械能減小，選項A錯誤;物體在尸作用下沿固定光滑斜面上滑，拉力做正功，物體的機械能增加，選項B錯誤;小球由靜止沿粗糙半圓形固定軌道下滑，有摩擦力做功，小球的機械能不守恒，選項C錯誤;細(xì)線拴住小球繞。點來回擺動，細(xì)線的拉力不做功，只有重力做功，小球的機械能守恒，選項D正確。.自由下落的物體，其動能與位移的關(guān)系如圖所示，則圖中直線的斜率表示該物體的（）A.質(zhì)量B.機械能C.重力大小D.重力加速度答案:C解析:由機械能守恒定律，得a=小仙,動能Ek與位移h的關(guān)系圖線的斜率表示該物體的重力大小，選項C正確。.如圖所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是（）A.動能B.動能、重力勢能C.重力勢能、機械能D.動能、重力勢能、機械能答案:C解析:無人機勻速上升，所以動能保持不變，選項A、B、D錯誤;無人機高度不斷增加，所以重力勢能不斷增加，在上升過程中升力對無人機做正功,所以無人機機械能不斷增加，選項C正確。.質(zhì)量為30kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5m。小孩的父親將秋千板從最低點拉起1.25m高度后由靜止釋放,g取10N/kg,則小孩沿圓弧運動至最低點時，對秋千板的壓力約為（）A.O B.200NC.600N D.1000N答案:C解析:小孩由最高點運動到最低點的過程中機械能守恒，有加g/z=三加V2,在最低點由22牛頓第二定律有方加且二絲匕，解得尸=600N,由牛頓第三定律可知小孩對秋千板的R壓力為600N,選項C正確。.同一物體分別從高度相同，傾角不同的光滑斜面的頂端由靜止滑到底端時，下列物理量不相同的是（）A.動能B.速度C.速率D.重力所做的功答案:B解析:物體下落高度相同,故重力所做的功相同，根據(jù)機械能守恒定律可知，物體下落到最低點時的動能相同;但由于斜面傾角不同，故下滑到底部時，速度方向不同,但速率相同;故不相同的物理量是速度，選項B正確。.一物體正在勻速下落，則下列有關(guān)說法正確的是（）A.合力對物體做功不為零，機械能守恒B.合力對物體做功為零，機械能不守恒C.重力對物體做正功,重力勢能減少D.重力對物體做正功，重力勢能增加答案:BC解析:物體勻速下落，處于平衡狀態(tài),則知物體除受到重力作用外，還受到其他力的作用，且其他力的合力豎直向上與重力平衡，物體下落過程中除重力做正功外，其他力的合力做負(fù)功,由機械能守恒的條件判斷物體的機械能不守恒，選項A錯誤,B正確。物體下落，重力做正功，重力勢能減少，選項C正確,D錯誤。.兩個質(zhì)量不同的小鐵塊A和B,分別從高度相同且都光滑的斜面和圓弧斜面的頂點滑向底部，如圖所示，如果它們的初速度都為零，則下列說法正確的是（）A.下滑過程中重力所做的功相等.它們到達(dá)底部時動能相等C.它們到達(dá)底部時速率相等D.它們在下滑過程中各自機械能不變答案:CD解析:重力做功九由于。相等而加不同，則重力做功不同，選項A錯誤;鐵塊到達(dá)底部時的動能Ek--mv1-mgh.m不同，動能不同，選項B錯誤;鐵塊下滑過程中,2只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律得mg/z=工機v2,解得尸12gh,選項2C、D正確。8.在高度為"的桌面上以速度v水平拋出質(zhì)量為m的物體，當(dāng)物體落到距地面高為h處，如圖所示，以地面為參考平面，不計空氣阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是（）A.物體在A點的機械能為"r+世。B.物體在A點的機械能為mgh'+gmv2C.物體在A點的動能為如Z+mg/2D.物體在A點的動能為mg^h^mv1答案:BD解析:在剛拋出時，物體的動能為工相正,重力勢能為機械能為E^mv2+mgh\4^2 2據(jù)機械能守恒可知,物體在A點的機械能等于物體在剛拋出時的機械能，為工勿療+加的；選項B正確,A錯誤。根據(jù)機械能守恒得二mV2+〃2g/z'=/%g/z+ElL4,則2 2￡必二〃吆(0")十為只選項C錯誤,D正確。2二、計算題9.如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一自由端恰好與水平線A3平齊，靜止放于傾角為53°的光滑斜面上。一長為/=9cm的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m=lkg的小球，將細(xì)繩拉至水平,使小球從位置C由靜止釋放，小球到達(dá)最低點D時，細(xì)繩剛好被拉斷。之后小球在運動過程中恰好沿斜面方向?qū)椈蓧嚎s，最大壓縮量x=5cm。(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求：(1)細(xì)繩受到的最大拉力；(2)D點離水平線AB的高度h-(3)彈簧所獲得的最大彈性勢能EPo答案：(l)30N(2)16cm(3)2.9J解析：(1)小球由。運動到。，根據(jù)機械能守恒定律得解得V[=12gl。2小球在D點時,由牛頓第二定律得八加-懈得F=30N,由牛頓第三定律知細(xì)繩受到的最大拉力為30No⑵由D到A,小球做平拋運動，有Uy2=2g//,tan53°二孑，聯(lián)立解得h-\6cm。(3)小球從。點到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，即Ep=mg(l+h+xsm53°)，代入數(shù)據(jù)解得a=2.9J。等級考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1?5題為單選題，第6?7題為多選題)1.下列的實例中，對機械能守恒判斷正確的是()A.小球自由下落，落在豎直彈簧上，將彈簧壓縮后又被彈簧彈起來,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.拉著物體沿光滑的斜面勻速上升，物體的機械能守恒C跳傘運動員張開傘后，在空中勻速下降,運動員與傘組成的系統(tǒng)機械能守恒D.飛行的子彈擊中并射入放在光滑水平桌面上的木塊，子彈與木塊組成的系統(tǒng)機械能守恒答案:A解析:小球自由下落，落在豎直彈簧上，將彈簧壓縮后又被彈簧彈起來，在整個過程中只有重力與彈簧的彈力做功,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，選項A正確。拉著物體沿光滑的斜面勻速上升，物體動能不變而重力勢能增加，機械能增加,物體的機械能不守恒，選項B錯誤。跳傘運動員張開傘后,在空中勻速下降，系統(tǒng)動能不變而重力勢能減小，機械能減少，運動員與傘組成的系統(tǒng)機械能不守恒，選項C錯誤。飛行的子彈擊中并射入放在光滑水平桌面上的木塊,一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，子彈與木塊組成的系統(tǒng)機械能減小,機械能不守恒，選項D錯誤。2.將一個質(zhì)量為m的小球，從距水平地面h高處以初速度w豎直向上拋出。若取距地面9處物體的重力勢能為零,不計空氣阻力，則小球落地時的機械能為()羯警^B.-mv02+-mgh2 2 2-1 7 1y'x1 "7 1 7C.-mv^+mgh —-mgh答案:B解析:不計空氣阻力，拋出后物體只受重力,其機械能守恒，物體著地時的機械能等于拋出時的機械能。取距地面g處物體的重力勢能為零,拋出時的重力勢能為Ep=幽吟=動能為Z71 2根據(jù)機械能守恒得物體著地時的機械能為￡,根%2+42g/2,選項B正確。2 2.豎直放置的輕彈簧下端固定在地面上,上端與輕質(zhì)平板相連，平板與地面間的距離為阮如圖所示。現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物塊輕輕放在平板中心，讓它從靜止開始往下運動，直至物塊速度為零，此時平板與地面的距離為岳,則此時彈簧的彈性勢能Ep為()A.mgh] B.mgBC.mg(h\-h2) D.mg(h\+h2)答案:c解析:選物塊和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象,從物塊開始運動到速度為零的過程中,只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，彈性勢能增加量應(yīng)等于重力勢能的減少量和Ep=mg(hiJt2),選項C正確。.如圖所示，一長I的均勻鐵鏈對稱掛在一輕質(zhì)軸光滑的小滑輪上,由于某一微小的擾動使得鏈條向一側(cè)滑動，則鐵鏈完全離開滑輪時的速度大小為()A.四就答案:C解析:鐵鏈從開始到剛脫離滑輪的過程中，鏈條重心下降的高度為工/=:鏈條2 4 4下落過程，由機械能守恒定律，得mg：=切只解得選項C正確。.如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量都為m0開始時細(xì)繩伸直,用手托著物體A,使彈簧處于原長且A離地面的高度為九物體B靜止在地面上。放手后物體A下落,與地面即將接觸時速度大小為也此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法正確的是（A?彈簧的勁度系數(shù)為詈B.此時彈簧的彈性勢能等于mgh+^mv2C.此時物體B的速度大小也為vD.此時物體A的加速度大小為g,方向豎直向上答案:A解析:由題可知,此時彈簧所受的拉力大小等于B的重力大小，即尸彈簧伸長的長度為x=/z,由F=kx得k=W，故選項A正確;A與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,則有mg/z/mB+Ep,則彈簧的彈性勢能勿病,故選項B錯誤;物體B對地2 2面恰好無壓力，此時B的速度為零,故選項C錯誤;根據(jù)牛頓第二定律，對A有廣mg=ma,由F-mg得4=0,故選項D專昔誤。6.如圖所示,固定在豎直面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R,圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B（均可看作質(zhì)點）,且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)細(xì)桿相連，在小球B從最高點由靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點的過程中（已知重力加速度為g）,下列說法正確的是（）A.B球減少的機械能等于A球增加的機械能B.B球減少的重力勢能等于A球增加的重力勢能C.B球的最大速度為舟D.B球克服細(xì)桿所做的功為答案:ACD解析:B球運動到最低點,A球運動到最高點，兩個球組成的系統(tǒng)機械能守恒，故A球增加的機械能等于B球減少的機械能，選項A正確;A球重力勢能增加mg2R,B球重力勢能減少2根g?2R,選項B錯誤;兩個球組成的系統(tǒng)機械能守恒，當(dāng)B球運動到最低點時，速度最大，有2mg?2R-/72g（切+2根），，解得選項1 OC正確;對B球由動能定理得W+2〃2g?2/?=3<2加，-0,解得選項D正2 3確。.從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能反與重力勢能與之和。取地面為參考平面，該物體的E總和與隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取lOmd。由圖中數(shù)據(jù)可得（）A.物體的質(zhì)量為2kg.〃=0時,物體的速率為20m/sC.h=2m時,物體的動能為40JD.從地面至h=4m,物體的動能減少1。0J答案:AD解析:由Ep-h圖像的斜率為G,知G=-N=20N,解得m=2kg,故選項A正確力二0時,￡p=0,￡k=E總-%=1。0J-0=100J,故二加廿二1。0J,解得廠10m/s,故選項B錯誤;/?=2m時,Ep'=40J,Ek'=E總'-Ep'=90J-40J=50J,故選項C錯誤;/i=0時,反=￡總-Ep=100J-0=100J/=4m時，耳〃=E總〃-￡p〃=80J-80J=0,故￡k-&〃二100J,選項D正確。二'計算題8.如圖所示，豎直面內(nèi)有半徑為2R的;光滑圓弧形細(xì)桿8C和半徑為R的;光滑圓4 2弧形細(xì)桿CD在最低點。平滑連接,光滑豎直細(xì)桿A5與圓弧形細(xì)桿3C在B點平滑連接。一質(zhì)量為m的小球穿在直桿上，從距B點爭勺P點由靜止釋放，重力加速度為g,求：c⑴小球經(jīng)過。點時的速度大??；(2)小球經(jīng)過。點時細(xì)桿對小球的作用力。答案：(1)(2),吆,方向豎直向上解析：(1)小球由P到C由機械能守恒定律得^mvc2-mg^2R+：R)解得”=再。⑵小球由C到D由動能定理得1 9 1 9-2mgR--mvD￡——mvc￡2 2小球在。點受向下的重力和向上的彈力，由牛頓第二定律得〃吆孑N=〃2”R解得細(xì)桿對小球的作用力大小為外，〃吆,方向豎直向上。39,質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過固定在傾角為30°的斜面頂端的定滑輪上，斜面